Зачем в Арктике непрерывная навигация и как ищут границы под водой? Отвечают ученые

С 1930-х годов главной задачей здесь было создание безопасной транспортной магистрали на Северном морском пути, соединяющем Атлантику с Тихим океаном. Добиться этого удалось к началу 1990-х. Специалисты провели все нужные гидрографические работы, нанесли на карты мели и банки, обустроили маяки и береговые знаки — и летнее судоходство было окончательно налажено.

В середине 2010-х на арктическом побережье и шельфе начали добывать углеводороды. Это привело к новой волне промышленного освоения региона, для которой потребовалась круглогодичная морская навигация. И в западном секторе Арктики, включающем Баренцево и Карское моря, она уже превратилась во вполне рутинный процесс.

«Газовозы и контейнеровозы спокойно, как челноки, снуют между портами Обской Губы и Енисейского залива, выходя в Баренцево море или через мыс Желания, или через пролив Карские ворота, и везут грузы адресатам на запад, — рассказывает Андрей Афонин. — А буквально три-четыре года назад возникла новая задача. Добытчики нефти и газа заинтересовались разработкой месторождений, разведанных в восточном секторе Арктики, включающем море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское моря. Отсюда необходимо организовать круглогодичный вывоз углеводородов в восточном направлении — на Китай, Индию, Вьетнам».

Однако ледовая обстановка в этом секторе намного сложнее, чем в Карском море. Осенью, зимой и весной толщина льда тут достигает трех метров. Победить их планируют с помощью сверхмощных атомных ледоколов, в том числе «Лидера».

По нацпроекту «Наука и университеты» морские научные экспедиции в дальневосточном регионе и различных районах Северного Ледовитого океана проводятся на научно-исследовательских судах.

«Предположительно, запасы велики, но пока ты не ведешь активную разработку, нельзя дать точную оценку, — признается Игорь Неевин. — Разведочные работы на акватории, особенно в сложной ледовой обстановке, стоят дорого. Поэтому нельзя просто взять и отправить туда ученых, суда, установки, чтобы пробурить скважины и через 10–20 лет вернуться к этому. Сейчас, в первую очередь, мы используем косвенные геофизические методы. Например, в прошлом году, когда наши специалисты участвовали в стратиграфическом бурении на шельфе возле островов Де-Лонга, программа работ предусматривала большое количество исследований, часть которых была направлена на изучение потенциала полезных ископаемых в этом районе».

Геолог подчеркивает, что в целом запасы углеводородов далеки от истощения. «Если ваши дети хотят пойти на нефтяников, то пусть учатся. Они будут востребованы, в первую очередь, в современных подходах в недропользовании», — считает ученый. Более того, что касается нефти, сейчас добывается в первую очередь легко извлекаемый ресурс, и по мере появления новых технологий повышается эффективность не только поисков, но и добычи.

Самый очевидный специальный навык — это, разумеется, плавание во льдах. Но не все знают, что Северный морской путь включает огромные по площади мелководья с глубиной меньше 50 метров. «Если в Черном море ты отошел на полкилометра — и под тобой уже, допустим, 200 метров, то в Арктике и в 100 милях от берега легко наткнуться на банку, на которую может легко «сесть» крупнотоннажное судно с большой осадкой. Так что надо уметь маневрировать на мелководье», — объясняет Андрей Афонин.

Сегодня готовить моряков, которые могут работать в зоне замерзающих вод, помогают специальные тренажеры. Один из них недавно начал работать в ГУМРФ им. Макарова.

Новый тренажер состоит из пяти мостиков. В сочетании с шестью мостиками в Крыловском государственном научном центре, с которыми тренажер связан по интернету, они позволяют моделировать практически любую ситуацию в ведении каравана судов — как рутинную, так и нештатную. Например, большая проблема во время навигации — дрейф ледового канала. Впереди каравана идет ледокол, и если ветер сильный, направление и ширина свободной ото льда дорожки могут меняться непредсказуемо.

Особая математическая модель позволяет тренажеру не только обсчитывать неподвижный лед, но и воспроизводить ледяное крошево, отдельные льдины, их взаимодействие между собой и с бортом судна. А еще — моделировать реальное поведение льда при разных температурах, солености воды, погодных условиях: силе и направлении ветра, высоте и характере волнения.

Будущие арктические моряки могут «водить» различные существующие суда с разными типами управления и двигателей, например, с азиподами, расположенными вне корпуса судна.

В наши дни в ведении гражданских гидрографов находится акватория Севморпути. «Описание всего, что выше, допустим, 80 параллели, то есть центральной части океана, покрытой вечными льдами, — плод деятельности военных гидрографов, — поясняет Андрей Афонин. — Подводными лодками обследована значительная часть материкового склона и ложа океана. При этом гидрографическая съемка предполагает не только измерение глубин, но и определение грунта, магнитного и гравитационного поля Земли и многих других параметров».

Еще в 1980 году, отмечает эксперт, был выпущен атлас, в котором собраны все знания человечества о Северном Ледовитом океане. В нем описано не только дно с его рельефом, сейсмологией и даже донными осадками, но и многие другие показатели — от температуры воды на разных глубинах до плавающих в ней рыб и полярного сияния над ее поверхностью.

Проведение границ в этом регионе — непростое дело. Ключевые международно-правовые документы для установления внешних границ континентального шельфа — Конвенция ООН по морскому праву и руководство Комиссии ООН по границам континентального шельфа. Один из основных критериев, которые учитывает специальная Комиссия ООН, — морфология дна. «За пределами двухсотмильной зоны вводится понятие «юридический континентальный шельф». Для определения его границы рассматриваются два случая и выбирается наиболее выгодный: первый — 60 миль от подножья континентального склона (точка ПКС, максимального перегиба дна), второй — мощность осадков (каждый километр осадков позволяет на 100 км отнести границу). Задача геологов при этом — определить на основе геолого-геофизических свидетельств расположение границы континент – океан», — говорит Игорь Неевин.

Для обнаружения точек ПКС ученые используют многолучевую эхолокацию, которая позволяет получить трехмерную супердетальную модель поверхности дна. Другой важный метод исследования — геологический. Специалисты могут добыть геологический материал с помощью пробоотборных средств двумя способами. В первом случае они используют управляемый телевизионный необитаемый аппарат, а во втором спускаются на дно сами в подводном аппарате. Образцы пород отбираются с помощью манипуляторов, причем этот процесс фиксируется на видео, которое затем становится частью доказательной базы.

«Например, сейчас стоит вопрос, имеет ли подводный хребет Гаккеля континентальную природу или морфологическую связь с шельфом моря Лаптевых, то есть можем ли мы присоединить его к Российской Федерации, — уточняет эксперт. — Добыв геологические образцы, мы можем прояснить природу Евразийского бассейна».

Если льда становится меньше, увеличивается площадь открытой воды, которая, как аккумулятор, накапливает солнечную энергию летом, а зимой отдает ее в виде тепла. В результате повышается температура в прибрежных акваториях высоких широт. Это приводит к таянию вечной мерзлоты, высвобождающему из почвы в атмосферу метан.

«Когда площадь прибрежных льдов сокращается, они становятся более тонкими и рыхлыми, у белых медведей, например, возникают сложности с привычными способами охоты, добычи рыбы. Изменение ледовой обстановки, безусловно, сказывается на среде обитания наземных млекопитающих, хотя ничего критичного пока не происходит», — считает Полина Лобанова.

Эксперт подчеркивает, что, оценивая риски, которые создает таяние льдов и мерзлоты, не стоит забывать о некоторых положительных моментах. «Новые исследования показывают, что за последнее время увеличилась продуктивность морского фитопланктона. Микроэлементы, которые за определенное количество времени накопились подо льдом, плюс солнечный свет — и океан начинает поглощать больше углекислого газа в процессе фотосинтеза микроводорослей, заселяющих его верхний слой», — поясняет океанолог.